العلم وراء شحن DC السريع: فهم التكنولوجيا

مقدمة

مع انطلاق ثورة المركبات الكهربائية (EV)، يزداد الطلب على تقنيات الشحن السريع والفعّالة. كما أنها تمثل ثلاثة أضعاف التقدم التراكمي لبنية تحتية الشحن السريع بالتيار المستمر (DC) - والتي قد تكون واحدة من أكبر، إن لم تكن أكبر، تغييرات في اللعبة بين جميع التقنيات المستخدمة حتى الآن في المركبات الكهربائية، حيث توفر حلًا غير ملوث مشابه لملء الوقود في محطات البنزين التي كانت تعتمد سابقًا على منافذ التيار المتردد (AC). يمكنك رؤية كيف تمكن هذه التقنية من شحن سيارات الإدراج بأنواعها بشكل أسرع بكثير مما هو موجود حاليًا كما هو موضح في المشاركة المرتبطة أعلاه، وسنقوم أدناه بوصف (التركيز بشكل أساسي على) الشحن السريع بالتيار المستمر.

الشحن السريع بالتيار المستمر

الشحن السريع بالتيار المستمر هو الشكل السريع لإعادة شحن سيارة كهربائية باستخدام شاحن بطارية يعمل بالتيار المستمر. يتم بناء مولد طاقة التزويد والشحن الخاص بسيارات EV التي تعمل بالتيار المستمر بهذه الطريقة - مما يسمح بأوقات شحن أسرع، تماماً كما فعلت جميع الإلكترونيات الخاصة بنا عندما استبدلت وحدات الطاقة الخطية بوحدات الطاقة التبديلية. أسرع بكثير، يعني تقليل وقت الشحن (20-30 دقيقة يمكن أن تشحن السيارة الكهربائية بنسبة 80٪، وهو وقت ليس طويلًا لتناول عشاء ساخن لطيف)، وقد ظهر الشحن السريع بقوة 250 كيلوواط.

ذلك، في حقيقة الأمر، هو علم الفيزياء وراء الشحن السريع بالتيار المستمر - كيف يمر التيار الكهربائي ويتفاعل مع القوى الخارجية على بطارية الليثيوم أيون. وفي حالة أخرى، قد تحترق البطارية وتتعرض للتلف بسبب التيار العالي جدًا أو الجهد ، وهي أمور ليست جيدة للنظام. يتم تحقيق ذلك عن طريق تحويل كامل التيار / الجهد الكبير مباشرة إلى خلايا البطارية، حيث يُفترض أن يكون الشحن السريع.

نظام الشحن ومكونات الشاحن

البنية التحتية التي تدعم الشحن السريع بالتيار المستمر بسيطة نسبيًا أيضًا، والتي تتكون من مُستقيمات (تقوم بتحويل طاقة التيار المتردد من الشبكة إلى شكل مناسب لاستخدامه بواسطة بطارية السيارة الكهربائية) والمحولات والمتحكمات اللازمة.  لضبط الجهد / التيار من الطاقة الكهربائية المُستقيمة من التيار المتردد أثناء مرورها عبر الكابلات بين السيارة الكهربائية أثناء الشحن. يتم تحقيق الاندماج السلس بين أجزاء النظام المختلفة للتحكم في الطاقة وتوازن الحمل باستخدام هذه التقنية للشبكة الذكية.

تكنولوجيا البطارية ودعمها

ستتصرف شواحن السرعة أيضًا بشكل مختلف على بطاريات سيارات كهربائية أخرى، مثل بطاريات أيون الليثيوم أو الحالة الصلبة منها. ومع ذلك، فإن بروتوكولات الشحن الطويلة التي تعزز كيمياء البطارية ضرورية لتحقيق الكفاءة والأمان. من ناحية أخرى، هناك بطاريات يمكن شحنها بمعدلات عالية مرارًا وتكرارًا مع القليل من التدهور كما لو كانت سلاسل تُسحب لأعلى، بينما تحتاج بعضها إلى معاملة أكثر حساسية أثناء الشحن. الشحن السريع وتحسينات البطارية هما الطريقان المرتبطان بمستقبل تقنية البطاريات.

مسببات الأمراض في إلكترونيات القوة وتحكمها

الإلكترونيات القوية ضرورية لإدارة عملية الشحن السريع. هذه الأنظمة تتحكم في كمية التيار الكهربائي وتدفق الجهد لتوفير مستوى شحن قابل للقبول لبطارية. ستعمل أنظمة التحكم على موازنة درجة حرارة البطارية وحالة الشحن لضمان عمر طويل، بالإضافة إلى مجموعة من المعايير الأخرى لتحقيق أقصى سرعة شحن بشكل موثوق. نحن أيضًا ندرس إعدادات التشغيل الخاصة بالشحن ضمن خوارزميات عمر البطارية التي يمكن تحسينها بفضل نظام شحن أكثر دقة واستدامة.

إدارة الحرارة والأمان

وبالمثل، فيما يتعلق بالشحن السريع، بدون إدارة الحرارة ستتعرض البطاريات للتلف بسرعة وسيتم تدهورها قريبًا، ناهيك عن الأمان. مثل البقية، فإن الشحن السريع يسخن بطاريتك، والحرارة سيئة أو سريعة وتكرار ذلك مع مرور الوقت يتطلب اتخاذ تدابير لتخفيف المشكلة إذا كنت تستخدمها فقط عند الحاجة الحقيقية. الآن، جميعكم تعلمون أنه أي سيارة مصممة لأداء رائع تحتوي على حزمة بطارية ليثيوم أيون موضوعة في مكان ما. .

التحديات والابتكارات

قيادة أي من هاتين السيارتين حتى الوصول إلى 80% من حالة الشحن باستخدام محطة شحن سريع DC مع فترات استراحة قصيرة بين ذلك ليست أمرًا مباشرًا، بل أكثر من ذلك، حتى لو تمكنا من نشر البنية التحتية للشحن تدريجيًا حسب المناطق أو الأحياء مع مرور الوقت، فمن المحتمل أن بطارية عمر البطارية

الخاتمة

ستكون من بين أولئك الذين يعطون أهمية للبيئة وفي الواقع فإنهم يقدمون لك جميع الفوائد بناءً على استثمارك، سواء كان ذلك توفيرًا في التكلفة أو الوقت أو الاهتمام بالطبيعة من خلال استثمار مبلغك لشراء شاحن محمول لسيارة كهربائية. بينما تزداد أعداد السيارات الكهربائية، تلعب الشواحن المحمولة دورًا حيويًا في تسهيل الانتقال. بالنسبة لمالكي السيارات الكهربائية وكذلك المستثمرين المحتملين في المنتج بشكل عام، ستظل التكاليف الإجمالية محل اعتبار، وإذا كان من المتوقع أن يتم استخدام الشحن المتنقل مع خدمات أخرى متصلة بهذا النظام، فلا ينبغي إغفال تكلفته الإجمالية لتحقيق وفورات طويلة الأمد.